Tracepro 实例学习教程

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Tracepro分析功能
ϒ Tracepro具有强大的分析功能：
追踪光线 照度分析，辉度分析 CIE色坐标，色度分析 光强度分析 光线资料 偏振效应 仿真模拟
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Tracepro分析功能
ϒ 追踪光线
Raytrace Options 光线模拟的 环境参数设定，其中有光源的 波长，光源的单位，热环境系 数等。
ϒ 光学软件建模
同时，Tracepro可 同时，Tracepro可 以将其他程序建好 的模型，直接读取， 简单方便。如图， 通过Tracepro打开 通过Tracepro打开 OSLO文档 OSLO文档
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Tracepro光学特性
ϒ Tracepro的建模后，就要对
模型进行属性的设置光学特 性在Tracepro的模拟中非常 重要，模拟的目的是模拟结 果与实际更为接近。所以光 学特性的定义就是给模拟效 果一个好的起始。
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Tracepro设计实例
ϒ 建立模型 Insert>Reflectior
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Tracepro设计实例
ϒ
建立好模型后，需要通过ApplyProperties来为模型添加表面属性。点击导航 区中模型的名字，然后鼠标右键，选择ApplyProperties，在ApplyProperties 中选择Surface。在Surface的下拉表格中有多种反射面模式，可以根据自己 的需要选择合适的反射面，也可以点击View Date，自定义反射面的属性。
ϒ 照度分析
如图，一个LED光源投射在1米处的光斑照度效果图。在图的下方注明 模拟结果：最大照度，平均照度，接受面接受到的光通量参数。
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Tracepro分析功能
ϒ 光强分析参数设置
方向参数的设置 Normal Vector 主方向 光源投射的方向，输入 不同的数值，软件会通 过坐标自动的计算出该 方向。 Up Vector 参考方向 与主方向垂直
建立立体对象，以及设定材料特性，表面性质和光源特性。
ϒ Tracepro可以同时开启多个档案来完成编辑。
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Tracepro的操作界面介绍
工作菜单 导航区 工作区
实体模型
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消息区
Tracepro的操作界面介绍
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Tracepro的操作设置
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Tracepro设计实例
ϒ 查看模拟结果
极坐标配光曲线
从模拟的结果中可以得出，灯具效率为61%，最大光强1438.7cd
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Tracepro设计实例
ϒ 查看模拟结果
直角坐标配光曲线
从模拟的结果中可以得出，半光强角为6度。
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Tracepro设计实例
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Tracepro光学特性
ϒ Define>Apply Properties
Surface 用来定义表面属性 可以在此处对模型的表面进 行定义。如：表面被设置为 镜面，吸收面，散射面，或 者在模型的表面定义一些薄 膜，等等。
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Tracepro光学特性
ϒ Define>Apply Properties
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Tracepro建模
ϒ Insert> Fresnel Lens
要点： A.透镜的材料 B.透镜的参数 C.透镜的位置
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Tracepro建模
ϒ Insert> Reflector
要点： A.反射器的类型 B.反射器的焦距 C.反射器的长度 D.反射器的位置
ϒ ϒ
光源 总光通量22000lm 配光 截光角不应小于27度 半光强角不小于6度
有中心光强非常高，所以，反光杯一定要聚
ϒ
照度 中心光强大于2000000cd
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Tracepro设计实例
ϒ 导入光源 打开已经建好的光源文件
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Tracepro设计实例
ϒ 建立模型 Insert>Reflectior
际需要定义它的大小，位置。模拟完毕后，我们可以从接受平面上得 到有效光效，光斑效果等模拟结果。
首先，Insert 首先，Insert Primitive Solide，添 Solide，添 加接受平面。 其次，将接受平面用过Apply 其次，将接受平面用过Apply Properties中Surface定义为Perfect Properties中Surface定义为Perfect Absorber。 Absorber。 最后，点击 ，开始模拟。
在PRO/E,UG,CAD等3D模型软件将实体建好，存igs，sat，stp等 格式，导入Tracepro并设置属性后，就可进行模拟。
ϒ 光学软件建模
Tracepro与很多光学模拟软件如ZEMAX,OSLO,Code V等是共用的， 所以可以直接用Tracepro打开这些软件保存的文档。
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如图：自定义一 个反射系数为 0.7的反射面。 光线打在此面上 后，将有70%的 光线被反射。
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Tracepro设计实例
ϒ 反光杯建好后，材料属性也定义完毕，需要根据要求在反光杯的前方
添加3mm的钢化玻璃。
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Tracepro设计实例
ϒ 模型添加完毕后，最后需要添加一个接受平面。接受平面可以根据实
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Tracepro光学特性
ϒ Define>Apply Properties
Material 用来定义实体的材料 如图：材料为BK7玻璃，材料 的名称下面表示出材料的各种 光学特性：色散系数，相对波 长的折射率，材料的吸收率。 而且，也可以通过最下方View Date更改材料的这些属性。
ϒ View>Preference
此处可以设置Tracepro操作 界面中显示方面的参数，如 界面的显示单位，缩放时的 倍率，显示光线的颜色，方 式等等。
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Tracepro的系统设置
ϒ View>Customize
此处可以设置Tracepro操 作界面中运行方面的参数， 如导航区的位置，模型的 显示方式，模型的颜色， 背景的颜色等等。
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Tracepro模拟步骤
ϒ 建立模型 ϒ 光学特性 ϒ 光源设定 ϒ 分析功能
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Tracepro建模
ϒ Tracepro自建模
利用Tracepro软件本身的功能建立各种模型 面 平面 曲面 球面 非球面 体 球体 正方体 椎体 环
ϒ 3D建模，导入 3D
Surface Source 用来定义光源属性 在Tracepro中，光线都是从灯具的 某个发光面出发的，所以我们定义 光源的方法就是设置模型的发光面 上的参数。如图：这些参数包括灯 具的光通量，模拟光线的数量，光 线的波长，以及发光模式。
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Tracepro光学特性
ϒ Define>Edit Properties Date
Tracepro中并未涵 盖所有我们需要 的介质，但是在 Tracepro中可以根 据自身的需要编 辑特定的面，材 料，薄膜，折射 率等光学介质。
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Tracepro光源设定
ϒ Tracepro光源的设定有三种方法：
1.Tracepro自建光源模型，然后进行光源属性定义. 2.Tracepro光源库，其中有部分已经定义好光源参数的光源 实体模型。 3.光源文件导入。Insert>Source选择需要插入的光源文件.对 于光源文件，有几种符合的格式（*.ray,*.dat,*.src）
如图，一个LED光源的极 坐标配光曲线图。在图 的下方已注明模拟的结 果：效率，接受到的光 线数目，最大光强，接 受到的光通量。
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Tracepro分析功能
ϒ 光强分析
直角坐标配光曲线
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Tracepro设计实例
ϒ 设计要求：
ϒ ϒ ϒ ϒ ϒ
光源：Cree LED Q4 110lm 光斑要求：1米处最大光斑直径不于小1米，中心光斑直径不于小0.12米 照度要求：1米处最大照度要达到4000lux 透明件：3mm 钢化玻璃 反光杯尺寸：25*20mm
ϒ 3D建模，导入wenku.baidu.com
Tracepro在建模方面有很强大的功能，但是在自由曲面方面仍存在一 些不足，所以，就需要在3D软件中建好模型后，存igs，sat，stp等格 式，最后导入Tracepro中。 如图：有两种3D模型的导入方式
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File>Open
Insert>Part
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Tracepro建模
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Tracepro建模
ϒ Insert> Tube
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Tracepro建模
ϒ Insert> Baffle Vane
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Tracepro建模
ϒ Insert> Primisive Solids
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Tracepro建模
ϒ 查看模拟结果
光斑照度
从模拟的结果中可以得出，1米处光斑的直径略大于1米，中心的 最大照度为1076lx，平均照度16.2lx。 2011-10-21
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Tracepro设计实例
ϒ 分析结果
上述的模拟结果，光源的光通量为26.4lm。 当光源的光通量为120lm时，半光强角不变，光斑的大小尺 寸不变， 中心光强为6086.8cd，1米处最大照度为4552lx。 对比设计要求，符合设计需要，设计完毕。
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Tracepro分析功能
ϒ 光强分析参数设置
光强分析的参数设置 Smooting 设定光强分析 的区间大小，设置的数 目却大，分析的区间越 小。当数目增大到一定 程度时，配光曲线的光 强不再变化，此时得到 合适的模拟值。
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Tracepro分析功能
ϒ 光强分析 极坐标配光曲线
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Tracepro分析功能
ϒ 照度分析参数设置
如图：照度分析的参数设置表。 Smooting 选定将光斑的显示更 加平滑 Map Count 是照度计算点的数目， 当计算点的数目增大到一定程度 时，照度值也不再变化，此时得 到合适的模拟值
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Tracepro分析功能
ϒ 分析设计要求
ϒ ϒ
光源 总光通量110lm 半光强角度110度 配光 截光角不应小于27度 通过分析，可以得出：设计需要一个聚光的反光杯，且反光杯
的口径与深度的比值接近于1. 半光强角不小于6度
ϒ
照度 中心光强为4000cd
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Tracepro设计实例
ϒ 导入光源 Insert>source
Front depth 代 表灯具到口径 的距离 Back depth 代 表灯具到底部 的距离 Focal len 代表 两个面的不同 曲率
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Tracepro设计实例
ϒ
建立好模型后，需要通过ApplyProperties来为模型添加表面属性。点击导航 区中模型的名字，然后鼠标右键，选择ApplyProperties，在ApplyProperties 中选择Surface。在Surface的下拉表格中有多种反射面模式，可以根据自己 的需要选择合适的反射面，也可以点击View Date，自定义反射面的属性。
Tracepro学习教程
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什么是Tracepro？
ϒ Tracepro是一套可以做照明系统分析，传统光学分析，辐射度以及光
度分析的软件，它也是第一套由符合工业标准的ACIS立体模型绘图 软件所发展出来的光机软件。
ϒ Tracepro提供简单易用的图形接口，所以我们能够轻易的检视模型，
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Tracepro建模
ϒ Tracepro自建模
Tracepro软件本身提供了一个强大 的模型库，使用者可以根据自己的 需要选择不同的模块来建立模型。 其路径就是 :Insert>
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Tracepro建模
ϒ Insert> Lens Element
要点： A.透镜的材料 B.透镜的参数 C.透镜的位置
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Tracepro设计实例
ϒ 设计要求：
ϒ ϒ ϒ ϒ ϒ
光源：欧司朗 双端金卤灯 250W HQI-TS250W/NDL 光斑要求：矩形光斑 照度要求：50米处，半径5米范围内最小照度80lx （4个灯头） 透明件：3mm 钢化玻璃 反光杯尺寸：口径不大于180mm
ϒ 分析设计要求